Nghiên cứu, cải tiến giao thức định tuyến LEACH hiệu mặt lượng mạng cảm biến không dây (WSN) Nguyễn Thành Công Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS Chuyên ngành: Truyền liệu Mạng máy tính Người hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Anh Năm bảo vệ: 2014 Keywords Giao thức định tuyến leach; Mạng cảm biến không dây; Công nghệ thông tin Content MỞ ĐẦU Đặt vấn đề, định hướng nghiên cứu Trong năm gần đây, hệ thống mạng không dây nói chung hệ thống mạng cảm biến khơng dây (Wireless Sensor Network viết tắt WSN) nói riêng nghiên cứu triển khai nhiều nhà khoa học, trường đại học, viện nghiên cứu, tổ chức xã hội, quốc phòng, an ninh, kinh tế Với hàng loạt ứng dụng triển khai hầu hết lĩnh vực đời sống người như: giám sát môi trường tự nhiên, nhà thông minh, giám sát thu thập kiện môi trường độc hại, nơng nghiệp xác, giám sát hoạt động kẻ địch chiến trường, giám sát an ninh, theo dõi sức khỏe bệnh nhân,…mạng WSN dần trở thành phần thiếu sống Không giống mạng không dây tồn tại, nút mạng mạng WSN có kích thước nhỏ có lượng hạn chế (rất khó khơng có khả nạp thêm), tô pô mạng không ổn định Do kỹ thuật giao thức phát triển cho mạng tồn áp dụng trực tiếp cho mạng WSN Yêu cầu đặt cho nhà nghiên cứu tạo giao thức phù hợp với đặc điểm mạng WSN Do nút mạng WSN có lượng hạn chế, tuổi thọ mạng WSN lại phụ thuộc vào mức tiêu hao lượng nút mạng mà nguyên nhân tiêu hao lượng nút cảm biến hoạt động truyền thông nên giao thức định tuyến thiết kế tốt góp phần đáng kể vào việc kéo dài tuổi thọ tăng tính hiệu mạng Từ mạng đời đến nay, có nhiều giao thức định tuyến thiết kế cho mạng này, kể SPIN, LEACH, PEAGSIS, TEEN….Ngoài việc thiết kế giao thức định tuyến cho mạng WSN việc nghiên cứu, cải tiến giao thức có để giao thức hoạt động tốt cần thiết Vì chọn đề tài “Nghiên cứu, cải tiến giao thức định tuyến LEACH hiệu mặt lượng mạng cảm biến không dây (WSN)” để nghiên cứu luận văn Mục đích luận văn nghiên cứu giao thức LEACH, tìm hiểu giao thức cải tiến từ giao thức này, đề xuất cải tiến cho giao thức LEACH, mô so sánh giao thức LEACH với giao thức cải tiến 2 Mục tiêu Từ mục đích luận văn xin đưa mục tiêu cụ thể sau:  Tìm hiểu tổng quan mạng WSN  Phân loại giao thức định tuyến tìm hiểu số giao thức định tuyến mạng WSN  Nghiên cứu giao thức LEACH tìm hiểu số cải tiến nó, đưa đề xuất  Nghiên cứu số cơng cụ mô mạng hỗ trợ mô mạng WSN cơng cụ hỗ trợ cho việc phân tích hiển thị kết mô  Thiết lập kịch mô phỏng, tiến hành mô phỏng, so sánh đánh giá kết mô Trên sở tìm hiểu nghiên cứu viết luận văn với nội dung: “Nghiên cứu, cải tiến giao thức định tuyến LEACH hiệu mặt lượng mạng cảm biến không dây (WSN)” Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết: - Nghiên cứu tổng quan mạng WSN, vấn đề định tuyến mạng WSN, số giao thức định tuyến mạng WSN vấn đề liên quan - Nghiên cứu giao thức LEACH, tìm hiểu số giao thức cải tiến từ giao thức Thực nghiệm: - Đưa đề xuất cải tiến giao thức LEACH hiệu mặt lượng - Tiến hành mô so sánh, đánh giá kết Bố cục Để thực mục tiêu luận văn, bố cục luận văn tổ chức thành năm chương sau: Chương Tổng quan mạng cảm biến không dây (WSN): Giới thiệu cách tổng quan mạng WSN, lịch sử mạng WSN, cấu tạo phần cứng thành phần phần mềm nút cảm biến, kiến trúc truyền thông WSN, yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế mạng WSN, chồng giao thức mạng WSN, ứng dụng mạng WSN Chương Định tuyến mạng WSN: Giới thiệu định tuyến mạng WSN, tìm hiểu thách thức gặp phải vấn đề định tuyến, tìm hiểu việc phân loại giao thức định tuyến mạng WSN, nghiên cứu số giao thức định tuyến mạng WSN Chương Giao thức LEACH cải tiến: Giới thiệu nghiên cứu hoạt động giao thức LEACH, tìm hiểu số giao thức cải tiến từ giao thức LEACH đề xuất, đề xuất cải tiến tác giả Chương Các công cụ mơ mạng WSN: Tìm hiểu cơng cụ mơ hỗ trợ mô mạng WSN, nghiên cứu công cụ mơ mạng NS2 tìm hiểu số cơng cụ hỗ trợ việc phân tích hiển thị kết mô thu Chương Mô đánh giá kết quả: Tiến hành mô so sánh, đánh giá kết Phần kết luận hướng phát triển: tổng kết công việc thực hiện, kết đạt đồng thời nêu công việc hướng nghiên cứu tương lai Reference TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Đình Việt (2010), Bài giảng đánh giá hiệu mạng máy tính, Trường Đại học Cơng nghệ - Đại học quốc gia Hà Nội Tiếng Anh Kazem Sohraby,Daniel Minoli, Taieb, “WIRELESS SENSOR NETWORKS Technology, Protocols, and Applications” Ian F Akyildiz (Georgia Institute of Technology, USA), Mehmet Can Vuran (University of Nebraska-Lincoln, USA), “Wireless Sensor Networks” Ahmad Abed Alhameed Alkhatib, Gurvinder Singh Baicher (University of Wales Newport, City Campus, Usk Way, NP20 2BP, Newport, U.K), “Wireless Sensor Network Architecture” Waltenegus Dargie (Technical University of Dresden, Germany), Christian Poellabauer (University of Notre Dame, USA), “FUNDAMENTALS OF WIRELESS SENSOR NETWORKS THEORY AND PRACTICE” Holger Karl, Andreas Willig, “Protocols and architectures for wireless sensor networks Holger Karl, Andreas Willig” Wendi Rabiner Heinzelman, Anantha Chandrakasan, and Hari Balakrishnan Massachusetts Institute of Technology Cambridge, MA 02139, Communication Protocol forWireless Microsensor Networks” “Energy-Efficient Fan Xiangning, Song Yulin "Improvement on LEACH Protocol of Wireless Sensor Network", 2007 V Loscrif, G Morabito and S Marano "A Two-Levels Hierarchy for Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy" 10 Dissertation, Hang Zhou, Zhe Jiang and Mo Xiaoyan, “Study and Design on Cluster Routing Protocols of Wireless Sensor Networks”, 2006 11 W B Heinzelman et al., “An Application-Specific Protocol Architecture for Wireless Microsensor Networks” 12 Nguyen Duy Tan, Longzhe Han, Nguyen Dinh Viet, and Minho Jo “An Improved LEACH Routing Protocol for Energy-Efficiency of Wireless Sensor Networks” 13 M Bani Yassein, A Al-zou'bi, Y Khamayseh, W Mardini, “Improvement on LEACH Protocol of Wireless Sensor Network (VLEACH)” 14 Yazeed Al-Obaisat, Robin Braun, “On Wireless Sensor Networks: Architectures, Protocols, Applications, and Management”, Institute of Information and Communication Technologies University of Technology, Australia 15 Xiaodong Xian, Weiren Shi and He Huang(2008), “Comparison of OMNET++ and other simulator for simulation”, 978-1-4244-1718-6/08© 2008 IEEE, p 1439-1443 16 Kevin Fall, Kannan Varadhan (2010), The NS Manual Formerly NS Notes and Docmentation, The VINT Project A Colllaboration between researchers at UC Berkeley, LBL, USC/ISI, and Xerox PARC  ... giao thức định tuyến mạng WSN, nghiên cứu số giao thức định tuyến mạng WSN Chương Giao thức LEACH cải tiến: Giới thiệu nghiên cứu hoạt động giao thức LEACH, tìm hiểu số giao thức cải tiến từ giao. .. giao thức định tuyến mạng WSN vấn đề liên quan - Nghiên cứu giao thức LEACH, tìm hiểu số giao thức cải tiến từ giao thức Thực nghiệm: - Đưa đề xuất cải tiến giao thức LEACH hiệu mặt lượng - Tiến. .. Nghiên cứu, cải tiến giao thức định tuyến LEACH hiệu mặt lượng mạng cảm biến không dây (WSN) Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết: - Nghiên cứu tổng quan mạng WSN, vấn đề định tuyến mạng